CN103321053B

CN103321053B - 一种多功能柔软剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103321053B
Application number: CN201310245698.9A
Authority: CN
Inventors: 李海乐; 陈红霞; 陆鹏; 丁可敬
Original assignee: GOLDSUN HOLDING GROUP CO Ltd
Current assignee: Jiangsu Goldsun Textile Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: CN103321053A

Abstract

本发明提供了一种多功能柔软剂及其制备方法，由氨基硅油、复合乳化剂、水溶性壳聚糖和水组成，将氨基硅油加入复合乳化剂中，氨基硅油与复合乳化剂的质量比为1:0.2~0.8，然后加入水溶性壳聚糖，加入量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的1~8%，最后加入水，水的质量为上述混合液总质量的10~50%。制备方法包括水溶性壳聚糖的制备、复合乳化剂的配制、多功能织物柔软剂的制备步骤。复配后得到的多功能一体化柔软剂，在柔软功能的基础上，兼具改性后壳聚糖的所有优异特性。相比现有的抗菌功能柔软剂，制备工艺流程简单，无需复杂的配置工艺，易于产业化生产。

Description

一种多功能柔软剂及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织后整理助剂技术领域，具体涉及一种多功能织物柔软剂及其制备方法。

背景技术

随着纺织技术的发展，越来越多的纺织品可以通过不同的后整理加工工艺，使其具有相应的功能性，从而提高纺织品的附加价值。各类纺织品尤其是床上用纺织品的柔软整理是必须要进行的一项后整理工艺，因此柔软剂的选用十分重要，但是消费者要求纺织品在满足手感的基础上同时具有抗菌防螨等相关功能，有些产品为了满足这些功能在后整理过程中单独添加抗菌剂进行抗菌整理，流程复杂，耗费成本。而市面上大多数的柔软剂功能均比较单一，因此一款多功能柔软剂的开发成为必然。

目前纺织品的抗菌防螨加工所用的抗菌剂种类繁多，如季铵盐类，银离子类等等。壳聚糖是一种线性天然高分子共聚物，它是通过广泛存在于自然界中的甲壳素脱乙酰基获得的惟一带有氨基的天然多糖。因原料和制备方法的不同，壳聚糖的相对分子质量也从数十万至数百万不等。壳聚糖不溶于水是其应用的最大障碍。在壳聚糖分子链上引入水溶性基团，取代度在25%以上时即可溶于水。使其可与其他功能助剂复配，提高其应用范围。

申请号为200710011759.X的专利《一种含有壳聚糖的抗菌织物整理液、制法和其使用方法》提供一种含壳聚糖的织物整理液，由壳聚糖、醋酸、环氧氯丙烷和水组成，其在弱酸性条件下可溶且具有良好的抗菌效果，但是与其余柔软剂等非离子表面活性剂复配后，在中性或者碱性条件下，壳聚糖会析出，从而抗菌功能消失。

申请号为200910200566.8的专利《水溶性壳聚糖季铵盐抗菌整理剂及其制备和应用》就是在壳聚糖的氨基上引入亲水性基团，从而可溶于水，但是其配置工艺复杂，而且对工艺过程中的各项参数控制能力要求均较高，因此进行工业化的生产应用较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能织物柔软剂及其制备方法，该多功能织物柔软剂是针对纺织品的抗菌防静电亲肤柔软功能后整理助剂，以壳聚糖为原料，对其进行改性，制备水溶性壳聚糖。选择合适的乳化剂进行复配，制备复合乳化剂，与水溶性壳聚糖、氨基硅油进行复配，制得集抗菌防静电亲肤等多功能一体化柔软剂。所制得的柔软剂在保证优良的柔软整理效果的同时拥有优异的亲水性和持久的抗菌抗静电功能。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种多功能织物柔软剂，由氨基硅油、复合乳化剂、水溶性壳聚糖和水组成，将氨基硅油加入复合乳化剂中，氨基硅油与复合乳化剂的质量比为1:0.2~0.8，然后加入水溶性壳聚糖，加入量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的1~8%，最后加入水，水的质量为上述混合液总质量的10~50%。

所述复合乳化剂中各组分及组分的质量分数为：

壬基酚聚氧乙烯醚 30~50%，

失水山梨醇脂肪酸酯 10~30%

脂肪醇聚氧乙烯醚 5~10%

月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱 1~5%

烷基酚聚氧乙烯醚 10~18%

聚氧乙烯酰胺 0~6%

异丙苯磺酸钠 8~15%。

所述水溶性壳聚糖是将壳聚糖和异丙醇按质量比为1：10~30混合，加入改性剂改性，最后采用乙醇—丙酮溶液洗涤精制而成；所述改性剂为硫酸二甲酯，3-环氧丙基三甲基氯化铵，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:3~8，所述壳聚糖粒度为80~100目，脱乙酰度为85~95%。

上述多功能织物柔软剂的制备方法，包括如下步骤：

1）、水溶性壳聚糖的制备：将壳聚糖和异丙醇按质量比为1：10~30混合，搅拌回流，水浴加热，升温至30~60℃，滴加改性剂，搅拌均匀后，升温至70~90℃，反应8~12小时，将溶液冷却，抽滤，进行减压蒸馏，得到水溶性壳聚糖粗体，水溶性壳聚糖粗体中含有较多副反应产物，其用于后期复配，副反应产物易与其它表面活性剂发生絮凝等反应，影响复配效果，且不溶性副产物悬浮于成品溶液中，经过后整理方式在布面上易产生类似油斑物质，导致成品质量问题，因此必须经过提纯精制处理，采用乙醇—丙酮溶液洗涤，抽滤，干燥，得到水溶性壳聚糖精制品；

2）、复合乳化剂的配制：将壬基酚聚氧乙烯醚30~50%，失水山梨醇脂肪酸酯10~30%，脂肪醇聚氧乙烯醚5~10%，月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱1~5%，烷基酚聚氧乙烯醚 10~18%，聚氧乙烯酰胺0~6%，异丙苯磺酸钠8~15%按比例混合得到复合乳化剂。

3）、多功能织物柔软剂的制备：将氨基硅油加入复合乳化剂中，质量比例为1:0.2~0.8，然后加入水溶性壳聚糖，加入量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的1~8%，乳化温度为30~70℃，剪切速度5000~10000转/分钟，然后加入上述溶液质量10~50%的水，乳化30~150分钟后，用醋酸或柠檬酸调节体系pH值至5~7，出料，即制得多功能织物柔软剂。

步骤1）中所述改性剂为硫酸二甲酯，3-环氧丙基三甲基氯化铵，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:3~8，所述壳聚糖粒度为80~100目，脱乙酰度为85~95%；所述乙醇—丙酮溶液中乙醇与丙酮的体积比为0.4~1.8:1。

在纺织印染上，壳聚糖可赋予织物抗菌性、抗静电性、亲水性等性能。然而，壳聚糖仅能在酸性溶液中具有一定的水溶性，pH值大于6.5时，其正电性小时，水溶性很差，不能用于常规助剂的复配，应用受到限制。因此，必须改善其pH值应用范围及其水溶性。由于壳聚糖单元上有C₃-羟基及C₆-羟基可与烃基化试剂反应生成醚，且氨基有一对孤对电子，具有很强的亲核反应，因此选用相应的改进剂对壳聚糖单元结构进行修饰，提高其水溶性。本发明所选用的改性剂，改性反应效率高，产生的副反应产物少，提高原料的利用率，降低后续提纯分离成本。

技术效果

（1）本发明所用壳聚糖作为天然可再生的资源因其具有良好的生物活性、生物可降解性、生物可相容性、无毒性等优点，符合低碳，环保新型功能助剂研发趋势。

（2）水溶性壳聚糖经过改性后不但保持了原有的亲水性、持久抗菌性，更易于与其他助剂进行复配，提高纺织品附加价值，复配后得到的多功能一体化柔软剂，在柔软功能的基础上，兼具改性后壳聚糖的所有优异特性。

（3）本发明的多功能一体化柔软剂相比现有的抗菌功能柔软剂，制备工艺流程简单，无需复杂的配置工艺，易于产业化生产。

（4）本发明提供的柔软剂具有良好的水洗耐久性，水洗10次后，仍然可以保持细腻平滑手感，而市售的常规柔软剂在水洗6次后，手感已经出现明显下降。

（5）本发明之多功能柔软剂助剂可以直接通过后整理工艺添加到天然纤维素纤维、再生新型纤维素纤维混纺或交织的面料中，工艺流程简单，应用广泛。作为纺织品功能性后整理助剂，抗菌防静电亲肤功能一体化柔软剂市场前景广阔。

附图说明

图1是实施例1制备得到的的水溶性壳聚糖的红外图谱。

具体实施方式

实施例1

多功能织物柔软剂制备方法，包括如下步骤：

一、水溶性壳聚糖的制备

将壳聚糖和异丙醇，搅拌回流，水浴加热，升温至30℃，缓慢滴加改性剂硫酸二甲酯；搅拌均匀后，升温至70℃，反应12小时；反应完成后，停止加热并将溶液冷却，抽滤，进行减压蒸馏，得到水溶性壳聚糖粗体。用乙醇—丙酮溶液洗涤，并抽滤，干燥，得到水溶性壳聚糖精制品。

其中，壳聚糖粒度为80目，脱乙酰度为85%；壳聚糖与异丙醇质量比为1：10；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:3；乙醇—丙酮溶液中乙醇与丙酮的体积比为0.4:1。

二、复合乳化剂的复配

高度纯化的表面活性剂通常生成不紧密的界面膜，机械强度不高。为了配制稳定的多功能柔软剂的目的，必须选择两种或两种以上的表面活性剂进行复配，制得复合乳化剂。

复合乳化剂各组分及组分的质量分数如下：

壬基酚鞠养乙烯醚 40%

失水山梨醇脂肪酸酯 15%

脂肪醇聚氧乙烯醚 10%

月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱 5%

烷基酚聚氧乙烯醚 18%

聚氧乙烯酰胺 2%

异丙苯磺酸钠 10%

三、多功能织物柔软剂的制备：将氨基硅油（购自DYV-421山东大易化工有限公司）加入复合乳化剂中，质量比例为1:0.2，然后加入水溶性壳聚糖，加入的水溶性壳聚糖的质量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的1%，乳化温度为30℃，剪切速度5000转/分钟。最后缓慢加入水，加入的水的质量为上述溶液总质量的10%，乳化30分钟后，用醋酸调节体系pH值至6，出料，制得多功能织物柔软剂。

将所得多功能织物柔软剂配制成30g/L水溶液，选用纯棉织物浸轧后，150℃定型60秒，经整理后的织物手感细腻平滑，抑菌率达85%以上。经水洗10次后(每次40分钟)，然后保持较好的细腻平滑手感。

本实施例中制备得到的水溶性壳聚糖的红外图谱如图1所示，可以看出，在图中1566.19cm^-1和1434.93cm^-1处分别出现了羧甲基壳聚糖的羧基基团反对称及对称伸缩振动的特征吸收峰，说明羧基已接入。在1222.38cm^-1和1073.31cm^-1出现了C-O-C特征吸收峰，说明羧基化反应在-OH上接入。

实施例2

一、水溶性壳聚糖的制备

将壳聚糖和异丙醇，搅拌回流，水浴加热，升温至50℃，缓慢滴加改性剂3-环氧丙基三甲基氯化铵；搅拌均匀后，升温至80℃，反应10小时；反应完成后，停止加热并将溶液冷却，抽滤，进行减压蒸馏，得到水溶性壳聚糖粗体。用乙醇—丙酮溶液洗涤，并抽滤，干燥，得到水溶性壳聚糖精制品。

其中，壳聚糖粒度为90目，脱乙酰度为90%；壳聚糖与异丙醇质量比为1：30；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:5；乙醇—丙酮溶液中乙醇与丙酮的体积比为1:1。

二、复合乳化剂的复配

复合乳化剂各组分及组分的质量分数如下：

壬基酚鞠养乙烯醚 35%

失水山梨醇脂肪酸酯 30%

脂肪醇聚氧乙烯醚 5%

月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱 3%

烷基酚聚氧乙烯醚 10%

聚氧乙烯酰胺 6%

异丙苯磺酸钠 11%

三、多功能织物柔软剂的制备：将氨基硅油（DYV-421山东大易化工有限公司）加入复合乳化剂中，质量比例为1: 0.6，然后加入水溶性壳聚糖，加入的水溶性壳聚糖的质量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的4%，乳化温度为50℃，剪切速度6000转/分钟。最后缓慢加入水，加入的水的质量为上述溶液总质量的30%，乳化60分钟后，用柠檬酸调节体系pH值至6，出料，制的抗菌防静电亲肤多功能一体化柔软剂。

将所得多功能织物柔软剂配制成40g/L水溶液，选用纯棉织物浸轧后，150℃定型60秒，经整理后的织物手感细腻平滑，抑菌率达85%以上。经水洗10次后(每次40分钟)，然后保持较好的细腻平滑手感。

实施例3

一、水溶性壳聚糖的制备

将壳聚糖和异丙醇，搅拌回流，水浴加热，升温至60℃，缓慢滴加改性剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；搅拌均匀后，升温至90℃，反应8小时；反应完成后，停止加热并将溶液冷却，抽滤，进行减压蒸馏，得到水溶性壳聚糖粗体。用乙醇—丙酮溶液洗涤，并抽滤，干燥，得到水溶性壳聚糖精制品。

其中，壳聚糖粒度为100目，脱乙酰度为95%；壳聚糖与异丙醇质量比为1：20；壳聚糖与改性剂摩尔比为1: 8；乙醇—丙酮溶液中乙醇与丙酮的体积比为1.8:1。

二、复合乳化剂的复配

高度纯化的表面活性剂通常生成不紧密的界面膜，机械强度不高。为了配制稳定的多功能柔软剂的目的，必须选择两种或两种以上的表面活性剂进行复配，制的复合乳化剂。

复合乳化剂各组分及组分的质量分数如下：

壬基酚鞠养乙烯醚 50%

失水山梨醇脂肪酸酯 25%

脂肪醇聚氧乙烯醚 5%

月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱 1%

烷基酚聚氧乙烯醚 10%

异丙苯磺酸钠 9%

三、多功能织物柔软剂的制备：将氨基硅油加入复合乳化剂中，质量比例为1: 0.8，然后加入水溶性壳聚糖，加入的水溶性壳聚糖的质量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的8%，乳化温度为70℃，剪切速度10000转/分钟。最后缓慢加入水，加入的水的质量为上述溶液总质量的50%，乳化150分钟后，用醋酸调节体系pH值至7，出料，制的抗菌防静电亲肤多功能一体化柔软剂。

将所得多功能织物柔软剂配制成45g/L水溶液，选用纯棉织物浸轧后，150℃定型60秒，经整理后的织物手感细腻平滑，抑菌率达90%以上。经水洗10次后(每次40分钟)，然后保持较好的细腻平滑手感。

Claims

1.一种多功能织物柔软剂，其特征在于：由氨基硅油、复合乳化剂、水溶性壳聚糖和水组成，将氨基硅油加入复合乳化剂中，氨基硅油与复合乳化剂的质量比为1:0.2~0.8，然后加入水溶性壳聚糖，加入量为氨基硅油与复合乳化剂混合液质量的1~8%，最后加入水，水的质量为上述混合液总质量的10~50%；

其中：所述复合乳化剂中各组分及组分的质量分数为：

壬基酚聚氧乙烯醚 30~50%

失水山梨醇脂肪酸酯 10~30%

脂肪醇聚氧乙烯醚 5~10%

月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱 1~5%

烷基酚聚氧乙烯醚 10~18%

聚氧乙烯酰胺 0~6%

异丙苯磺酸钠 8~15%；

所述水溶性壳聚糖是将壳聚糖和异丙醇按质量比为1：10~30混合，加入改性剂改性，最后采用乙醇—丙酮溶液洗涤精制而成；所述改性剂为硫酸二甲酯、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:3~8，所述壳聚糖粒度为80~100目，脱乙酰度为85~95%。

2.权利要求1所述的多功能织物柔软剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）、水溶性壳聚糖的制备：将壳聚糖和异丙醇按质量比为1：10~30混合，搅拌回流，水浴加热，升温至30~60℃，滴加改性剂，搅拌均匀后，升温至70~90℃，反应8~12小时，将溶液冷却，抽滤，进行减压蒸馏，得到水溶性壳聚糖粗体，采用乙醇—丙酮溶液洗涤，抽滤，干燥，得到水溶性壳聚糖精制品；

2）、复合乳化剂的配制：将壬基酚聚氧乙烯醚30~50%，失水山梨醇脂肪酸酯10~30%，脂肪醇聚氧乙烯醚5~10%，月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱1~5%，烷基酚聚氧乙烯醚 10~18%，聚氧乙烯酰胺0~6%，异丙苯磺酸钠8~15%按比例混合得到复合乳化剂；

3.根据权利要求2所述的多功能织物柔软剂的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述改性剂为硫酸二甲酯、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种；壳聚糖与改性剂摩尔比为1:3~8，所述壳聚糖粒度为80~100目，脱乙酰度为85~95%；所述乙醇—丙酮溶液中乙醇与丙酮的体积比为0.4~1.8:1。